JP2004294829A - 撮像レンズ - Google Patents
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Abstract
【構成】物体側から順に、第1レンズL1、開口絞り1、第2レンズL2を配設してなり、第1レンズL1および第2レンズL2の両面は非球面形とされている。第1レンズL1は、正の屈折力を有し、物体側面の光軸近傍において物体側に凸形状、像側面の光軸近傍において像側に凹形状をなす。第2レンズL2は、物体側面の光軸近傍において物体側に凸形状、物体側面の周辺部において物体側に凹形状、像側面の光軸近傍において像側に凹形状、像側面の周辺部において像側に凸形状をなし、光軸近傍のパワーが第1レンズL1と比較して弱い。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、CCDやCMOS等の撮像素子上に結像した画像を読み取るための2群2枚構成の撮像レンズに関し、詳しくは、携帯電話等の携帯端末における画像入力部やデジタルカメラに好適に用いられ、Fナンバが4.0以下、半画角が25°以上、かつレンズ外径が8mm以下の比較的小さい像寸法の撮像レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話等の携帯端末における画像入力部やデジタルカメラでは、結像面にCCDやCMOS等の撮像素子が配設されており、この撮像素子上に結像した画像を読み取りための撮像レンズが種々提案されている。
【0003】
ところで、近年の技術進歩により撮像素子の小型化が進むとともに、画素数が多くなっており、このような撮像素子を有する携帯端末やデジタルカメラに用いる撮像レンズとして、小型かつ広画角で、諸収差を良好に補正できるものが望まれている。
従来、このような小型化、広画角化という要請に応えようとした2群2枚構成の撮像レンズが知られている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−67089号公報
【特許文献2】
特開平11−295592号公報
【特許文献3】
特開平13−183578号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1記載の撮像レンズでは、半画角が18.4°程度であり、広画角であるとは言い難かった。
【0006】
また、上記特許文献2および特許文献3記載の撮像レンズでは、第1レンズの物体側面から像面までの距離が長く、第1レンズの物体側面から像面までの距離とレンズ全系の焦点距離との比が、特許文献2記載の撮像レンズでは3.8〜4.5程度、特許文献3記載の撮像レンズでは2.45程度となっていた。
【0007】
このように、第1レンズの物体側面から像面までの距離と焦点距離との比が大きい場合には、第1レンズの正のパワーが小さくなり、非点収差を良好に補正することが難しくなるとともに、レンズ系の全長が長くなり小型化という要請に反してしまう。
【0008】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、2群2枚構成の撮像レンズにおいて、小型かつ広角で、諸収差を良好に補正し得る撮像レンズを提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像レンズは、物体側から順に、第1レンズ、開口絞り、および第2レンズを配設してなり、前記第1レンズおよび前記第2レンズの両面が非球面とされた撮像レンズであって、
前記第1レンズは、正の屈折力を有し、物体側面の光軸近傍において物体側に凸形状をなし、像側面の光軸近傍において像側に凹形状をなし、
前記第2レンズは、物体側面の光軸近傍において物体側に凸形状をなすとともに物体側面の周辺部において物体側に凹形状をなし、像側面の光軸近傍において像側に凹形状をなすとともに像側面の周辺部において像側に凸形状をなし、光軸近傍のパワーが前記第1レンズと比較して弱いことを特徴とするものである。
【0010】
また、本発明の撮像レンズは、前記構成に加えて、前記第1レンズと前記開口絞りの間隔が、前記開口絞りと前記第2レンズの間隔よりも小さいことが好ましい。
【0011】
また、本発明の撮像レンズは、前記構成に加えて、下記条件式(1)〜(5)を満足してなることが好ましい。
|f1/f2| < 0.3 ・・・ (1)
d21/d22 < 0.3 ・・・ (2)
L/f < 1.2 ・・・ (3)
F ≦ 4.0 ・・・ (4)
ω ≧ 25° ・・・ (5)
ただし、
f1 ・・・ 第1レンズの光軸近傍における焦点距離
f2 ・・・ 第2レンズの光軸近傍における焦点距離
d21 ・・・ 第1レンズの像側面から開口絞りまでの光軸上の距離
d22 ・・・ 開口絞りから第2レンズの物体側面までの光軸上の距離
f ・・・ レンズ全系の光軸近傍における焦点距離
L ・・・ 第1レンズの物体側面から像面までの光軸上の距離(ただし、第2レンズと像面との間に、フィルタ等の光路上挿入物がないとき)
F ・・・ Fナンバ
ω ・・・ 半画角(度)
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の撮像レンズの実施形態を説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る撮像レンズのレンズ構成図である。
【0013】
本発明の実施形態に係る撮像レンズは、図1に示すように、物体側から順に、第1レンズL1、開口絞り1、および第2レンズL2が配設されており、第2レンズL2と結像面3との間にガラス板あるいはプラスチック板からなるフィルタ2が配設されている。この撮像レンズでは、物体側から光軸Xに沿って入射した光束は、結像面3の結像位置Pに結像される。
【0014】
第1レンズL1は、正の屈折力を有し、物体側面の光軸近傍において物体側に凸形状をなし、像側面の光軸近傍において像側に凹形状をなして構成されている。
【0015】
第2レンズL2は、物体側面の光軸近傍において物体側に凸形状をなすとともに物体側面の周辺部において物体側に凹形状をなし、像側面の光軸近傍において像側に凹形状をなすとともに像側面の周辺部において像側に凸形状をなし、光軸近傍のパワーが第1レンズL1と比較して弱くなるように構成されている。
【0016】
また、第1レンズL1および第2レンズL2の各面は、下記非球面式により表される非球面とされている。
【0017】
【数1】
【0018】
また、本実施形態に係る撮像レンズでは、第1レンズL1と開口絞り1の間隔が、開口絞り1と第2レンズL2の間隔よりも小さくなるように構成されている。
これにより、撮像レンズの製造性を良好に保ちつつ、非点収差およびコマ収差を良好に補正するとともに、画角毎の諸収差の最適化を図ることができる。
【0019】
さらに、本実施形態に係る撮像レンズは、下記条件式(1)〜(5)を満足する。
|f1/f2| < 0.3 ・・・ (1)
d21/d22 < 0.3 ・・・ (2)
L/f < 1.2 ・・・ (3)
F ≦ 4.0 ・・・ (4)
ω ≧ 25° ・・・ (5)
ただし、
f1 ・・・ 第1レンズの光軸近傍における焦点距離
f2 ・・・ 第2レンズの光軸近傍における焦点距離
d21 ・・・ 第1レンズの像側面から開口絞りまでの光軸上の距離
d22 ・・・ 開口絞りから第2レンズの物体側面までの光軸上の距離
f ・・・ レンズ全系の光軸近傍における焦点距離
L ・・・ 第1レンズの物体側面から像面までの光軸上の距離(ただし、第2レンズと像面との間に、フィルタ等の光路上挿入物がないとき)
F ・・・ Fナンバ
ω ・・・ 半画角(度)
【0020】
次に、上記条件式(1)〜(5)の技術的意義について説明する。
条件式(1)は、第1レンズL1の光軸近傍における焦点距離f1と第2レンズL2の光軸近傍における焦点距離f2の比f1/f2の絶対値を規定したもので、非点収差を良好に補正するとともに、撮像素子に対する適切な受光量を確保するための条件式である。
【0021】
この条件式(1)では、第1レンズL1の正のパワーが小さくなるか、あるいは第2レンズL2のパワーが大きくなると、上限を超えることとなる。すなわち、第2レンズL2の正のパワーが大きくなると、これに対して第1レンズL1の正のパワーを小さくしなくてはならず、条件式(1)において、f1/f2の絶対値が上限を超えると、非点収差を良好に補正することが困難となる。また、第2レンズL2の負のパワーが大きくなり、条件式(1)においてf1/f2の絶対値が上限を超えると、撮像素子に対する軸外光の入射角が大きくなって受光量が低下し、好ましくない。
【0022】
条件式(2)は、第1レンズL1の像側面から開口絞り1までの光軸上の距離d21と、開口絞り1から第2レンズL2の物体側面までの光軸上の距離d22の比d21/d22の値を規定したもので、撮像レンズの製造性を良好に保ちつつ、非点収差およびコマ収差を良好に補正するとともに、画角毎の諸収差の最適化を図るための条件式である。
【0023】
この条件式(2)において、d21/d22の値が上限を超えると、第1レンズL1を通過する光束の光軸からの高さが大きくなって第1レンズL1の外径が大きくなり、第1レンズL1の外周部における光軸方向の厚さが小さくなるため、撮像レンズの製造性が悪化する。
【0024】
そして、このような不都合を避けるために第1レンズL1の厚さを増してゆくと、非点収差およびコマ収差を良好に補正することができなくなり、光学性能が低下する。また、第2レンズL2を通過する光束の光軸からの高さが小さくなって、第2レンズL2の外径は小さくなるが、画角毎に第2レンズL2を通過する光束の位置の差が小さくなって、画角毎に諸収差の最適化を図ることができなくなる。
【0025】
条件式(3)は、第1レンズL1の物体側面から像面までの光軸上の距離Lと、レンズ全系の光軸近傍における焦点距離fとの比L/fの値を規定したもので、非点収差を良好に補正するとともに、レンズ系の小型化を図るための条件式である。
この条件式(3)において、L/fの値が上限を超えると、第1レンズL1の正のパワーが小さくなり、非点収差を良好に補正することが困難となる。また、レンズ系を小型化することが困難となる。
【0026】
条件式(4)は、Fナンバを規定することにより、明るいレンズ系とするための条件式である。この条件式(4)において、Fナンバの値が上限を超えると、明るいレンズ系として機能しなくなる。
【0027】
条件式(5)は、半画角を規定することにより、広画角なレンズ系とするための条件式である。この条件式(5)において、半画角の値が下限を超えると、広画角なレンズ系として機能しなくなる。
【0028】
以下、具体的数値を用いて、本発明の実施例を説明する。
【0029】
<実施例1>
実施例1における各レンズ面の曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔D(mm)、各レンズのe線における屈折率Neおよび各レンズのd線におけるアッベ数νdを下記表1の上段に示す。
ただし、この表1において、各記号R、D、Ne、νdに対応させた数字は物体側から順次増加するようになっている(表2において同じ)。
また、実施例1における各レンズ面は、上記非球面式により表される非球面とされている。表1の中段に、これら非球面に関する非球面係数を示す。
【0030】
また、表1の下段に、この実施例1におけるレンズ全系の光軸近傍における焦点距離f(mm)、第1レンズL1の光軸近傍における焦点距離f1(mm)、第2レンズL2の光軸近傍における焦点距離f2(mm)、第1レンズL1の像側面から開口絞り1までの光軸上の距離d21(mm)、開口絞り1から第2レンズL2の物体側面までの光軸上の距離d22(mm)、第1レンズL1の物体側面から像面までの光軸上の距離(フィルタを除いた値)L(mm)、および条件式(1)〜(5)にそれぞれ対応するf1/f2、d21/d22、L/f、F、ωの値を示す。
【0031】
【表1】
【0032】
表1から明らかなように、実施例1では、条件式(1)〜(5)の全てを満足している。
【0033】
<実施例2>
実施例2における各レンズ面の曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔D(mm)、各レンズのe線における屈折率Neおよび各レンズのd線におけるアッベ数νdを下記表2の上段に示す。
また、実施例2における各レンズ面は、上記非球面式により表される非球面とされている。表2の中段に、これら非球面に関する非球面係数を示す。
【0034】
また、表2の下段に、この実施例2におけるレンズ全系の光軸近傍における焦点距離f(mm)、第1レンズL1の光軸近傍における焦点距離f1(mm)、第2レンズL2の光軸近傍における焦点距離f2(mm)、第1レンズL1の像側面から開口絞り1までの光軸上の距離d21(mm)、開口絞り1から第2レンズL2の物体側面までの光軸上の距離d22(mm)、第1レンズL1の物体側面から像面までの光軸上の距離(フィルタを除いた値)L(mm)、および条件式(1)〜(5)にそれぞれ対応するf1/f2、d21/d22、L/f、F、ωの値を示す。
【0035】
【表2】
【0036】
表2から明らかなように、実施例2では、条件式(1)〜(5)の全てを満足している。
【0037】
図2および図3に、実施例1および実施例2に対応させた各収差図(球面収差、非点収差、歪曲収差、横収差)をそれぞれ示す。なお、球面収差の各収差図にはe線、g線、C線に対する収差が示されており、非点収差の各収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面に対する収差が示されている。
図2および図3から明らかなように、上記各実施例によれば、諸収差を全て良好なものとすることができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の撮像レンズでは、全てのレンズ面が非球面とされた2群2枚構成とし、各レンズ面の非球面形状を規定することにより、小型化および広角化を図るとともに、諸収差を良好に補正することができる。
また、所定の条件式を満足させることにより、さらに確実に、小型化および広角化を図るとともに、諸収差を良好に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る撮像レンズのレンズ構成図
【図2】実施例1に係るレンズの各収差図(球面収差、非点収差、歪曲収差、横収差)
【図3】実施例2に係るレンズの各収差図(球面収差、非点収差、歪曲収差、横収差)
【符号の説明】
L1〜L2 レンズ
R1〜R4 レンズ面の曲率半径
D1〜D3 レンズ面間隔(レンズ厚)
X 光軸
P 結像位置
1 開口絞り
2 フィルタ
3 結像面
Claims (3)
- 物体側から順に、第1レンズ、開口絞り、および第2レンズを配設してなり、前記第1レンズおよび前記第2レンズの両面が非球面とされた撮像レンズであって、
前記第1レンズは、正の屈折力を有し、物体側面の光軸近傍において物体側に凸形状をなし、像側面の光軸近傍において像側に凹形状をなし、
前記第2レンズは、物体側面の光軸近傍において物体側に凸形状をなすとともに物体側面の周辺部において物体側に凹形状をなし、像側面の光軸近傍において像側に凹形状をなすとともに像側面の周辺部において像側に凸形状をなし、光軸近傍のパワーが前記第1レンズと比較して弱いことを特徴とする撮像レンズ。 - 前記第1レンズと前記開口絞りの間隔が、前記開口絞りと前記第2レンズの間隔よりも小さいことを特徴とする請求項1記載の撮像レンズ。
- 下記条件式(1)〜(5)を満足してなることを特徴とする請求項1または2記載の撮像レンズ。
|f1/f2| < 0.3 ・・・ (1)
d21/d22 < 0.3 ・・・ (2)
L/f < 1.2 ・・・ (3)
F ≦ 4.0 ・・・ (4)
ω ≧ 25° ・・・ (5)
ただし、
f1 ・・・ 第1レンズの光軸近傍における焦点距離
f2 ・・・ 第2レンズの光軸近傍における焦点距離
d21 ・・・ 第1レンズの像側面から開口絞りまでの光軸上の距離
d22 ・・・ 開口絞りから第2レンズの物体側面までの光軸上の距離
f ・・・ レンズ全系の光軸近傍における焦点距離
L ・・・ 第1レンズの物体側面から像面までの光軸上の距離(ただし、第2レンズと像面との間に、フィルタ等の光路上挿入物がないとき)
F ・・・ Fナンバ
ω ・・・ 半画角(度)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7957080B2 (en) | 2008-11-06 | 2011-06-07 | Enplas Corporation | Imaging lens |
JP2011248319A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-12-08 | Sharp Corp | 撮像レンズおよび撮像モジュール |
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JPWO2012173026A1 (ja) * | 2011-06-15 | 2015-02-23 | コニカミノルタ株式会社 | 撮像装置用の撮像レンズ及び撮像装置 |
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- 2003-03-27 JP JP2003087814A patent/JP4223311B2/ja not_active Expired - Fee Related
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